三维(3D)打印越来越多地应用于医疗应用，从原始的骨科和颌面应用，到新兴领域，包括肿瘤和心血管疾病[1-10]。针对患者的3D打印模型已经被证明在心血管疾病中发挥了重要作用，它可以高精度地复制解剖结构和病理[9-11]。这在先天性心脏病(CHD)领域尤其有用，因为心脏结构的复杂性和心脏病理的异质性很难在二维平面屏幕[10]上的传统图像可视化上理解。根据患者的计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)成像数据创建的3D打印心脏模型提供了具有触觉体验的真实物理模型，因此在提高对复杂的冠心病情况的理解方面具有很大的前景(图1)。

图1：正常解剖结构和先天性心脏病的3D打印心脏模型。（a）正常心脏：根据心脏CT创建的模型分为3块，包括前部（右心室游离壁）可以移除以显示正常的室间隔。剩余的上下部分可以分开以显示主动脉及其相对于右心室的位置。（b）修复的法洛四联症（ToF）成人心脏：该模型由心脏MRI创建，分为两部分。主体部分的切口可以清晰地显示肺漏斗狭窄和覆盖的主动脉。（c）来自婴儿的未修复ToF心脏：根据3D超声心动图创建的3D模型分为两部分；上下部分沿室间隔缺损（VSD）分开。（d）未修复的婴儿ToF心脏：分离上部和下部可以清晰地显示VSD以及相对于VSD的主动脉覆盖。在Loke YH等人的开放访问许可下重印[14]。

根据最近的系统回顾和荟萃分析[12]报道，3D打印模型在冠心病中的主要应用之一是医学教育。3D打印模型在冠心病中的其他应用大多以病例报告或病例系列为主，但文献中有三个随机对照试验(RCT)报道了3D打印模型在冠心病医学教育中的有用性[13-15]。最近的一项研究进一步证明，通过使用一系列冠心病病变[16]，3D打印心脏模型在医学生教育中有进一步的应用。

Smerling J，等。在他们的研究中，从医学教育的不同角度观察了冠心病的3D打印模型[16]。他们选择了6例冠心病患者，包括各种心脏病理：肺动脉狭窄、房间隔缺损（ASD）、法洛四联症（ToF），主动脉缩窄，左心发育不全综合征和大动脉d-转位。打印这些心脏病理学的3D物理模型供CHD研讨会使用。邀请并随机分配45名一年级医学生参加CHD研讨会，该研讨会由四个讲授心脏病理学的站组成ogies：观看胚胎学视频、2D图表和口头解释、检查病理标本和3D打印心脏模型。每组在进入下一站之前在每个站被给予15分钟。当学生到达3D打印模型站时，他们被要求完成干预前后的调查，目的是：评估他们对心脏病变的知识和理解，以及他们对每种方式的教育效益的意见（在每个站点上呈现）。结果表明，学生对每种心脏病变的知识都有显著提高（p<0.001）在使用3D打印模型后，平均知识增加与对冠心病复杂性的理解提高之间存在强正相关（p=0.03）在CHD的首选教学工具中，病理学、3D打印模型和口语讲解被列为最有用的教学方法，分别有80.7%、74.2%和65%的学生将其列为前三名。此外，学生强烈同意3D打印模型提高了他们解释和理解CHD的信心与其他方式相比，ng先天性心脏解剖和疾病（平均得分：5分中的4.24±0.69分）。

这项研究有三个值得讨论的发现。首先，这项研究深入了解了3D打印模型如何作为一种有价值的替代方法，用于当前的医学学生的教学工具，特别是在复杂的心脏解剖和病理学领域。目前文献中有4篇RCT研究，其中3篇关注冠心病教育[13-15]，其余1篇关注医学生在正常心脏解剖[17]的教育。在这3项研究中，有2项研究显示3D打印模型提高了儿科住院医师对冠心病的认识和理解[13,14](图2)，而Su W等的研究报道了使用3D打印心脏模型[15]的学生组在结构概念化方面有显著改善。Smerling J等人的研究进一步验证了3D打印模型在医学教育中相对于其他教学模式的优势，为现有文献增加了有价值的信息。

图2：3D打印心脏模型对医学教育的影响。2D图像组和物理3D模型组在多项选择测试的基础上都显示出知识的提高。使用3D模型时，满意度评分存在统计上的显著差异。虽然3D模型组的居民有较高的自我效能总分，但这一差异差异无统计学意义。在Loke YH等人的开放访问许可下转载[14]。

第二，虽然之前的研究中有简单和复杂的冠心病病例，但正如方法所示，本研究包括了一系列心脏疾病，包括简单和复杂的冠心病病理。对这些医学生的调查结果证实，他们对6个冠心病病变的知识都有了明显的提高，突出了3D打印在医学教育中的有用性。此外，本研究评估了参与者在使用3D打印模型作为不同类型冠心病病变的教学工具时，对于知识增加的态度和自我反思，发现知识增加与冠心病严重程度存在显著相关。这是以前的报告没有提到的一个独特方面[13-15]。这些结果支持使用3D打印作为一种有效的工具在冠心病教学，特别是在存在复杂的情况下。

第三，尽管本研究取得了可喜的结果，但也存在一定的局限性。除了讨论中强调的小样本量外，在其中一个站点使用2D图表也是一个限制。考虑到心脏解剖的复杂性和与冠心病相关的异质性条件，三维图像可视化成为包括冠心病在内的心血管疾病诊断评估的成像工具的一部分[18-20]。体绘制、虚拟现实或增强现实等三维重建技术越来越多地应用于临床[21,22]，可以在未来的研究中与3D打印模型进行比较。

总之，特定于患者的3D打印模型在医学应用领域，特别是在先天性心脏病医学生教育领域，显示出巨大的前景。目前的研究结果提供了强有力的证据，证明借助3D打印模型。3D打印模型对医学教育的益处可根据不同类型的疾病进行分类，在更复杂的先天性心脏病中可获得显著益处。建议将3D打印真实模型纳入医学教育计划，作为当前教学的准确且有价值的替代方案方法。

工具书类

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文章信息

文章类型:社论评论

引用:Sun Z（2019）3D打印模型在医学生教育中具有优越的优势。J Hear Health 5（2）：dx.doi.org/10.16966/2379-769X.152

版权:©2019 Sun Z.这是一篇基于创作共用署名许可条款发布的开放获取的文章，该条款允许在任何媒体上无限制地使用、发布和复制，前提是注明原作者和来源。

出版历史：

收到日期:2019年10月26日,

接受日期:2019年10月28日

发表日期:2019年11月04